Оценка состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма

Среди собственно физиологических методов исследования наиболее

часто применяются следующие:

- регистрация частоты сердечных сокращений (ЧСС);

- определение показателей артериального давления (АД);

- электрокардиография (ЭКГ);

- определение параметров функционирования дыхательной системы (частота и глубина дыхания, газовый состав выдыхаемого воздуха и т. д.).

Впоследнее время все большую популярность завоевывают комплексные методы исследования стресса. Это связано с тем, что ответная реакция организма на воздействие стрессора сама по себе является комплексной и системной, охватывая все иерархические уровни организма. Поэтому особый интерес представляет взаимодействие различных систем: нервной, гуморальной, сердечно-сосудистой, мышечной и др.

В этом плане интересно заключение болгарских ученых из Института гигиены в Софии, которые пришли к выводу, что независимое исследование отдельных реакций организма на стресс (изменений сердечного ритма, артериального давления и дыхания) менее информативно, чем анализ их взаимодействия. В своих исследованиях они показали, что у испытуемых с низкой стрессорной реакцией организма волнообразная активность жизненно важных функций организма высоко синхронизирована. Высокая информативность корреляций между дыханием и ритмом сердечной деятельности при изучении индивидуальной предрасположенности к стрессу была показана и отечественными авторами [15].

Наиболее простым и оперативным методом оценки функционального состояния человека при стрессе является измерение его частоты сердечных сокращений (пульса).

Например, согласно результатам одного из исследований психоэмоционального стресса, средняя частота пульса у студентов- первокурсников перед экзаменами возрастала с 79 до 98 ударов в минуту (как при работе средней тяжести), что лишний раз подчеркивает влияние психологических факторов на физиологическое состояние организма [5]. Результаты, полученные в ходе этой работы, согласуются с данными других авторов [9, 13, 14, 16], отмечавших значительную тахикардию у студентов во время экзаменов.

Частотное распределение пульсовых значений у студентов, полученное в наших исследованиях, отражено на рис. 11. На нем видно, что распределение частот показателей пульса отличается в норме и в условиях экзаменационного стресса. Во-первых, средний показатель пульса студенческой популяции в условиях стресса сдвигается в область больших величин, что отражает общую активацию симпатической системы, а во-вторых, увеличивается дисперсия распределения (кривая становится более пологой и вытянутой). Это означает, что в популяции выявляются лица, чьи показатели пульса в условиях стресса значительно отличаются от средних величин. В состоянии экзаменационного стресса 3,8% студентов имели значения пульса в пределах 120-150 ударов, что свидетельствует о резко выраженной реакции симпатической системы на процедуру экзамена. С другой стороны, 1,3% студентов имели показатели ЧСС, сдвинутые в область брадикардии, что свидетельствует об активации парасимпатической системы, которая таким образом реагирует на истощение ресурсов нервной системы и развивающиеся процессы запредельного торможения. При этом в условиях психологического стресса пульс наиболее сильно увеличивался у студентов с исходным парасимпатическим типом регуляции [5, 16], то есть лиц со слабым типом высшей нервной деятельности, у которых психологический стресс протекает наиболее тяжело.

Рис. 11. Частотная диаграмма распределений показателей частоты

сердечных сокращений у студентов в норме и в состоянии

экзаменационного стресса

Психологический стресс, связанный с тревожным ожиданием важного для субъекта события, как правило, приводит к возрастанию артериального давления. При этом в ряде исследований отмечается увеличение разброса показателей артериального давления по сравнению с нормой в обследованной популяции. Это может быть связано, с одной стороны, с потенциальной склонностью к резким перепадам давления части лиц, изначально имеющих заболевания сердечно-сосудистой системы в скрытой форме, которые проявляются при эмоциональной нагрузке, а с другой — возможным разнонаправленным характером реагирования системного артериального давления на стресс у отдельных индивидуумов. Кроме того, направленность сосудистых изменений зависит от характера эмоций, сопровождающих стресс, что было показано в классической работе А. Экса, который установил, что наиболее характерной реакцией для стенических негативных реакций (гнева, ярости, обиды и пр.) является повышение диастоли-ческого давления, а для астенических (депрессии, страха) — его снижение [18]. Характер возникающей при стрессе эмоции зависит от многих факторов: от личностных особенностей человека, типа его ВНД наличия или отсутствия нужной информации, взаимоотношений с окружающими людьми и т. п., поэтому «сложение» или «вычитание» этих факторов приводит к увеличению или уменьшению показателей артериального давления.

Пути повышения артериального давления при стрессе, помимо увеличения частоты сердечных сокращений, могут быть различными. Это может быть увеличение нагнетательной функции сердца за счет возрастания систолического объема или же повышение периферического сопротивления крови вследствие усиления тонуса сосудистых стенок. Кроме того, отсутствие выраженной корреляции между частотой пульса и артериальным давлением в экстремальных ситуациях может быть объяснено индивидуальными различиями в исходной физической подготовленности студентов. Есть данные, что у лиц, занимающихся спортом или ведущих активный образ жизни, увеличение давления происходит за счет повышения систолического объема, а у физически неподготовленных людей — за счет увеличения частоты сердечных сокращений.

Анализ активности вегетативной нервной системы

Традиционно для оценки состояния вегетативной нервной системы использовали определение вегетативного индекса Кердо [12, 13, 15], который вычисляется по формуле:

где ВИК — вегетативный индекс Кердо; АДД — артериальное диастоническое давление; ЧСС — частота сердечных сокращений.

Состояние экзаменационного стресса, как правило, приводит к увеличению ВИК при стрессе [5, 13, 15]. При этом следует отметить, что существуют различные количественные показатели «нормы» по этому показателю для лиц женского и мужского пола.

Усредненный показатель ВИК в норме у мужчин располагается в области отрицательных величин и составляет -2,3 ±1,8 балла, а у женщин +7,5 ±1,3 балла. В условиях эмоционального стресса у мужчин (перед экзаменами) этот показатель в среднем составляет 10,0 баллов, а у женщин 21,4 баллов.

Наглядное соотношение ВИК у мужчин и женщин, полученное в исследованиях в покое и перед экзаменом, показано на рис. 12.

В последнее время особый интерес исследователей вызывает метод изучения вариабельности сердечного ритма как инструмент исследования механизмов и путей реализации эмоционального стресса [6, 12, 19]. Привлекательность данного метода обусловлена доступностью его применения и его большой информационностью, позволяющей регистрировать не только показатели работы сердца как отдельного органа, но и состояние систем регуляции вегетативного гомеостаза в целом.

Рис.12. Соотношение вегетативного индекса Кердо в норме и в состоянии экзаменационного стресса

Согласно рекомендациям рабочей группы Европейского кардиологического общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии, наиболее распространенным показателем для общей оценки вариабельности сердечного ритма является стандартное отклонение кардиоинтервалов (SDNN), отражающее влияние парасимпатической системы на деятельность сердца [19].

Экзаменационный стресс приводит к снижению вариабельности кардиоинтервалов с 63,5 мс (во время обычного учебного процесса) до 48 мс — в состоянии стресса, что свидетельствует о значительном снижении активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы во время экзаменов [5, 12].

В то же время следует отметить наличие индивидуальных различий в реакции вегетативной нервной системы на стресс, так как в исследуемой популяции имелись студенты, реагировавшие на процедуру экзамена увеличением SDNN, что может быть обусловлено явлением «запредельного торможения», которое возникает у субъектов со слабым типом нервной системы при сверхсильных психических нагрузках.

Для оценки состояния симпатической системы студентов во время эмоционального стресса мы использовали показатели амплитуды моды кардиоинтервалов (АМо) и индекса напряжения регуляторных систем (ИН). Индекс напряжения вычисляется по формуле:

где: АМо — амплитуда моды кардионтервалов; Мо — мода значений кардиоинтервалов; MxDMn — вариационный размах.

Так как числитель этой формулы отражает активность симпатического отдела, а знаменатель — парасимпатического отдела В НС, то итоговая величина индекса напряжения отражает общую активацию организма и степень сдвига вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела над парасимпатическим. Этот показатель хорошо зарекомендовал себя на практике как чувствительный индикатор активации симпатической системы при стрессе, при котором величина индекса напряжения возрастает с 72,6 до 161,6 усл. ед., а у отдельных людей — до 500 ед. и более [5].